(57)【要約】【課題】  本発明は、チューブの軸方向の集電効率が良好であり、かつ高い寸法精度が求められるものでなく、さらに取付けが比較的容易な集電体を有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体を提供することを主目的とするものである。【解決手段】  上記目的を達成するために本発明は、チューブ状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、上記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、上記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、コイル状の導電体からなるコイル状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体を提供する。【選択図】      図１
2005353484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状の固体電解質膜と、前記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、前記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、前記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、前記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、
前記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、コイル状の導電体からなるコイル状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体。
【請求項２】
チューブ状の固体電解質膜と、前記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、前記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、前記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、前記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、
前記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、複数の直線状の導電体が軸方向に配置された直線状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体。
【請求項３】
前記外側集電体が前記直線状集電体であり、前記直線状集電体の外周にらせん状に配置された剥離防止材を有することを特徴とする請求項２に記載のチューブ型燃料電池用膜電極複合体。
【請求項４】
チューブ状の固体電解質膜を用いたチューブ型燃料電池に用いられ、耐腐食性を有する金属からなるコイル状の線材で形成されていることを特徴とするチューブ型燃料電池用集電体。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のチューブ型燃料電池用膜電極複合体を用いたことを特徴とするチューブ型燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ状に形成することにより、コストを低減し、かつ小型化が可能なチューブ型燃料電池に用いられるチューブ型燃料電池用膜電極複合体およびチューブ型燃料電池用集電体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子電解質型燃料電池の最小発電単位である単位セルは、一般に固体電解質膜の両側に触媒電極層が接合されている膜電極複合体を有し、この膜電極複合体の両側にはガス拡散層が配されている。さらに、その外側にはガス流路を備えたセパレータが配されており、ガス拡散層を介して膜電極複合体の触媒電極層へと供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスを通流させるとともに、発電により得られた電流を外部に伝える働きをしている。
上記セルとセルの間にはセパレータがはさまれ、セルを積層した時に燃料極に入る水素と空気極に入る空気とが混合するのを防ぐ役割を果たすと共に、二つのセルを直列につなぐための電子導電体の役割も果たすものである。このような単セルを必要な数だけ重ね合わせることによって燃料電池スタックを組み立て、さらに燃料および酸化剤ガスを供給する装置及び制御装置等と一体化して燃料電池とし、これにより発電を行うものである。
【０００３】
しかしながら上記従来の固体高分子型燃料電池の構成では、各単位セル間の反応ガスの混合を防ぎ、かつ電気的に接続するための部材であるセパレータが必要となる。このセパレータは、高分子固体電解質膜がそのイオン交換基であるスルホン基の性質により酸性を示すため、耐酸性でありかつ導電性を有することが必要であることから、カーボン材料やチタン材料が用いられている。これらの材料は加工性が悪く高価であるため燃料電池本体のコストを高価にする一因となっている。
また、上述したような平面型燃料電池構成では、大面積の電極（燃料極、空気極）を幾枚も重ねるという設計に適してはいても、小型化という要請には答えることができず、例えば車載用の燃料電池等のように小型化の要請があった場合に問題が生じ可能性がるといった問題があった。
【０００４】
このような問題を解決すべく、チューブ型の燃料電池が提案されている（特許文献１、特許文献２、および特許文献３等）。このようなチューブ型の燃料電池は、セパレータを必要としないことから、コストダウンを図ることが可能であり、また小型化が可能であるといった利点を有するものである。
しかしながら、このようなチューブ型の燃料電池は、発生した電子をチューブの軸方向に流す必要があり、この軸方向の電子の流れを円滑に行うことができる集電体を有さない場合は、効率が低下してしまうといった問題があった。
また、予めチューブ状に形成された固体電解質膜を用いて、チューブ型燃料電池用膜電極複合体を形成しようとした場合に、管状の導電体を用いて集電体を形成しようとすると、内側集電体においては外径、外側集電体においては内径の寸法精度が極めて高いことが要求されるという問題があった。さらにこの場合、内側集電体および外側集電体を取り付ける工程が極めて煩雑な工程となるといった問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８９２２０公報
【特許文献２】特開２００２−１２４２７３公報
【特許文献３】特開２００２−２６０６８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、チューブの軸方向の集電効率が良好であり、かつ高い寸法精度が求められるものでなく、さらに取付けが比較的容易な集電体を有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、チューブ状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、上記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、上記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、コイル状の導電体からなるコイル状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体（以下、膜電極複合体とする場合がある。）を提供する。
【０００８】
本発明においては、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、コイル状の導電体からなるコイル状集電体であるので、チューブの軸方向の集電機能が高く、かつコイルをねじることによりコイルの内径および外径を変化させることができるので、集電体としての取り付けが容易であり、さらに形状の精度がそれほど要求されない。さらに取り付けた後、上述したような取り付け方法により取り付けたことから、外側集電体であれば内側に締めつける力が、内側集電体であれば外側に拡張する力が働くため、それぞれの触媒電極層に対する密着性が高く、集電効率を極めて高く保つことができる。
【０００９】
また、本発明は、チューブ状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、上記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、上記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、複数の直線状の導電体が軸方向に配置された直線状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体を提供する。
【００１０】
本発明においては、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、複数の直線状の導電体が軸方向に配置された直線状集電体であるので、チューブの軸方向の集電機能が高く、さらに直線状の導電体を貼り付けることにより集電体を形成することができるので、集電体としての取り付けが容易であり、さらに集電体としての形状の精度が要求されない。
上記発明においては、上記外側集電体が上記直線状集電体であり、上記直線状集電体の外周にらせん状に配置された剥離防止材を有することが好ましい。このように剥離防止材を配置することにより、剥離を防止するのみならず、外側触媒電極層と外側集電材との密着性を高めることができることから、外側領域における導電性を向上させることが可能となり、発電効率を向上させることができる。
【００１１】
さらに、本発明は、チューブ状の固体電解質膜を用いたチューブ型燃料電池に用いられ、耐腐食性を有する金属からなるコイル状の線材で形成されていることを特徴とするチューブ型燃料電池用集電体を提供する。
さらにまた、本発明は上述したチューブ型燃料電池用膜電極複合体を用いたことを特徴とするチューブ型燃料電池を提供する。
本発明のチューブ型燃料電池は、上述したようなチューブ型燃料電池用膜電極複合体を用いたものであるので、チューブの軸方向の集電効率が良好であることから発電効率が良好であり、かつ低コストであるという利点を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のチューブ型燃料電池用膜電極複合体は、チューブの軸方向の集電機能が高く、かつ製造時に集電体の取り付けが容易であり、さらに集電体としての形状の精度がそれほど要求されないことから、このような本発明の膜電極複合体は、それを用いた燃料電池の発電効率を向上させ、さらに低コストとすることができるといった利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、チューブ型燃料電池用膜電極複合体、チューブ型燃料電池用集電体、およびチューブ型燃料電池を含むものである。以下、それぞれについて詳細に説明する。
Ａ．チューブ型燃料電池用膜電極複合体
本発明のチューブ型燃料電池用膜電極複合体は、第１実施態様と第２実施態様の二つの実施態様に分けることができる。
【００１４】
１．第１実施態様
本発明のチューブ型燃料電池用膜電極複合体の第１実施態様は、チューブ状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、上記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、上記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、コイル状の導電体からなるコイル状集電体であることを特徴とするものである。
図１は、本実施態様の膜電極複合体の一例を示すものであり、図１（ａ）はチューブ状の膜電極複合体の軸方向の断面を示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、周方向の断面（Ａ−Ａ’矢視断面）を示す横断面図である。図１に示すように、この例の膜電極複合体は、チューブ状の固体電解質膜１と、この固体電解質膜１の外周側に形成された外側触媒電極層２と、上記固体電解質膜１の内周側に形成された内側触媒電極層３と、上記外側触媒電極層２の外周面に配置されたコイル状の線材からなる外側集電体４と、上記内側触媒電極層３の内周面に配置されたコイル状の線材からなる内側集電体５とから構成されるものである。
【００１５】
本実施態様の膜電極複合体は、このように集電体としてコイル状の線材からなるコイル状集電体を用いているので、以下のような大きな利点を有するものである。
まず、集電体がコイル状の線材からなるものであり、軸方向の端部から端部まで１本の線材から構成されているものであるので、軸方向の集電効率が極めて良好であり、燃料電池として用いた場合に発電効率を向上させることができる。
次に、集電体をコイル状としていることから、例えば内側集電体として用いる場合は、コイルが締まる方向にねじることにより、コイルの外径を小さくすることができる。このため、コイル状集電体を取り付ける際に、このように外径を小さくしてから内側触媒電極層内部に挿入することが可能であることから、取り付けが極めて容易であるという利点を有する。また上記ねじる角度を調整することにより、コイル状集電体の外径をある程度変化させることができる。このため、コイル状集電体の外径の精度は、それほど高くなくてもよく、結果的にコストを低減させることが可能となる。
【００１６】
さらに、その後元の状態に戻すことにより、コイル状集電体は、その外径が広がる方向に力が加わることから、内側触媒電極層に対して所定の応力により押圧した状態で固定されることになる。これにより、集電効率を極めて高く保つことが可能となり、燃料電池として用いた場合の発電効率を向上させることができる。
一方、コイル状集電体が外側集電体である場合は、コイルを緩める方向（拡張する方向）にねじることにより、コイルの内径を大きくすることができる。このため、コイル状集電体を取り付ける際に、このように内径を大きくしてから外側触媒電極層の外周面に装着する、すなわち、チューブ状固体電解質膜外周面に外側触媒電極層が形成された積層体をコイル状集電体の内部に挿入することが可能であることから、取り付けが極めて容易であるという利点を有する。また上記ねじる角度を調整することにより、コイル状集電体の内径をある程度変化させることができる。このため、コイル状集電体の内径の精度は、それほど高くなくてもよく、結果的にコストを低減させることが可能となる。
【００１７】
さらに、その後元の状態に戻すことにより、コイル状集電体は、その内径が狭くなる方向に力が加わることから、外側触媒電極層に対して所定の応力により押圧した状態で固定されることになる。これにより、集電効率を極めて高く保つことが可能となり、燃料電池として用いた場合の発電効率を向上させることができるという利点を有する。
以下、このような膜電極複合体について、それぞれの構成毎に詳細に説明する。
【００１８】
（１）コイル状集電体
本実施態様において用いられるコイル状集電体は、導電性を有する線材をコイル状に形成したものであれば特に限定されるものではない。しかしながら、使用環境等を考慮すると耐腐食性が高く、触媒電極層内での反応に悪影響を及ぼさないものであることが好ましい。また、上述したような取り付け方法により取り付けた後、触媒電極層に対して所定の力で押圧できること好ましいことから、ある程度の弾性を有することが好ましいといえる。これらの点を考慮すると、耐腐食性を有する金属が好ましく、特にチタン、金、および白金等が好ましい材料であり、中でもチタンがコスト面を考慮すると好ましい材料であるといえる。
このようなコイル状集電体は外側集電体としてのみ、もしくは内側集電体のみとして用いることも可能であるが、外側集電体および内側集電体の両者がコイル状集電体で構成されていることが好ましい態様であるといえる。
【００１９】
（２）固体電解質膜
次ぎに本実施態様に用いられる固体電解質膜について説明する。本発明に用いられる固体電解質膜としては、チューブ状の形態を有し、かつプロトン伝導性に優れかつ電流を流さない材料からなるものであれば特に限定されるものではない。
具体的には、現在平面構造の燃料電池の固体電解質膜として、汎用されているパーフルオロスルホン酸系ポリマー（商品名：NafionTM、デュポン株式会社製）などのフッ素系樹脂や、プロトン伝導基を有するポリイミドなどの炭化水素系樹脂等をチューブ状に形成したもの等を挙げることができる。
【００２０】
また、無機系の固体電解質膜として、多孔質ガラスをチューブ状に成形し、そのナノ細孔内の表面を改質して、プロトン導電性を付与したチューブ状固体電解質膜や、チューブ状のリン酸ガラスを応用したもの等を挙げることができる。上記多孔質ガラスを用いたものとしては、例えば多孔質ガラスの細孔内表面のＯＨ基にメルカプトプロピルトリメトキシシランのシランカップリング剤を反応させ、その後にメルカプト基の−ＳＨを酸化することにより、プロトン伝導性を有するスルホン酸基を導入する方法（化学と工業  第５７巻  第１号(２００４年）ｐ４１〜ｐ４４）等を挙げることができる。また、リン酸ガラスを応用したものとしては、燃料電池  Ｖｏｌ．３  Ｎｏ．３  ２００４  ｐ６９〜ｐ７１に報告された例等を挙げることができる。
【００２１】
（３）外側触媒電極層および内側触媒電極層
最後に、本実施態様に用いられる外側触媒電極層および内側触媒電極層について説明する。本実施態様において、これらの触媒電極層は、通常の平面構造の燃料電池用膜電極複合体に用いられているものを用いることが可能である。具体的には、パーフルオロスルホン酸系ポリマー（商品名：NafionTM、デュポン株式会社製）等のプロトン伝導材、カーボンブラックやカーボンナノチューブ等の導電性材料、および上記導電性材料に担持された白金等の触媒を含むものである。
【００２２】
２．第２実施態様
次に、本発明のチューブ型燃料電池用膜電極複合体の第２実施態様について説明する。本発明の第２実施態様は、チューブ状の固体電解質膜と、上記固体電解質膜の外周面に形成された外側触媒電極層と、上記固体電解質膜の内周面に形成された内側触媒電極層と、上記外側触媒電極層の外周面に配置された外側集電体と、上記内側触媒電極層の内周面に配置された内側集電体とを有するチューブ型燃料電池用膜電極複合体であって、上記外側集電体および内側集電体の少なくとも一方が、複数の直線状の導電体が軸方向に配置された直線状集電体であることを特徴とするチューブ型燃料電池用膜電極複合体を提供する。
図２は、本実施態様の膜電極複合体の一例を示すものであり、図２（ａ）は膜電極複合体の斜視図であり、図２（ｂ）は、その横断面（周方向の断面）を示すものである。図２に示すように、この例の膜電極複合体は、チューブ状の固体電解質膜１と、この固体電解質膜１の外周側に形成された外側触媒電極層２と、上記固体電解質膜１の内周側に形成された内側触媒電極層３と、上記外側触媒電極層２の外周面上に、複数の直線状の導電体が軸方向に平行に配置されてなる外側集電体４と、上記内側触媒電極層３の内周面上に複数の直線状の導電体が軸方向に平行に配置されてなる内側集電体５とから構成されるものである。
【００２３】
本実施態様の膜電極複合体は、このように集電体として直線状の導電体が軸方向に複数本配置されてなる直線状集電体を用いているので、以下のような大きな利点を有するものである。
まず、集電体が軸方向の端部から端部まで切断部分の無い直線状の導電性を有する複数の線材から構成されているものであるので、軸方向の集電効率が極めて良好であり、燃料電池として用いた場合に発電効率を向上させることができる。
次に、集電体を複数の直線状の導電性線材により構成していることから、例えば、内側集電体として用いる場合は、内側触媒電極層の内側に直線状の線材を複数本通し、内側触媒電極層の両端において、内側触媒電極層の内径よりも大きくなるように複数の線材に対して張力を加えることにより、内側触媒電極層の内周面に上述した複数の直線状の線材を密着させて内側集電体を形成することができる。したがって、内側集電体の形成が比較的容易であるという利点を有する。さらに、複数の直線状の導電性線材で内側集電体を形成するものであるので、集電体としての精度は要求されるものでなく、結果的にコストを低減させることができる。さらに、上述したように内側触媒電極層に密着させることができることから、集電効率を高くすることが可能となり、燃料電池として用いた場合の発電効率を向上させることができる。
【００２４】
一方、直線状集電体が外側集電体である場合は、複数の直線状の導電性線材を外側触媒電極層の外周面に軸方向に配置し、外側触媒電極層の両端において、外側触媒電極層の外径よりも小さくなるように複数の線材に対して張力を加えることにより、外側触媒電極層の外周面に上述した複数の直線状の線材を密着させて、外側集電体を形成することができる。したがって、外側集電体の形成が比較的容易であるという利点を有する。さらに、複数の直線状の導電性線材で外側集電体を形成するものであるので、集電体としての精度は要求されるものでなく、結果的にコストを低減させることができる。さらに、上述したように外側触媒電極層に密着させることができることから、集電効率を高くすることが可能となり、燃料電池として用いた場合の発電効率を向上させることができる。
以下、このような膜電極複合体について説明する。なお、固体電解質膜、外側触媒電極層および内側触媒電極層に関しては、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００２５】
（１）直線状集電体
本実施態様において用いられる直線状集電体は、上述したように複数の直線状の導電性線材が用いられる。このような線材としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、使用環境等を考慮すると耐腐食性が高く、触媒電極層内での反応に悪影響を及ぼさないものであることが好ましい。具体的には、カーボン繊維や、耐腐食性を有する金属製、具体的には金、白金もしくはチタン製の線材を挙げることができる。本実施態様においては、コスト等の関係からカーボン繊維が特に好適に用いられる。
このような線材の配置は、上述したように軸方向に配置されていれば特に限定されるものではなく、軸方向に所定の角度を有して配置されていてもよい。しかしながら、上述した直線状集電体の製造方法や軸方向の集電効率を考慮すると軸方向に平行に配置されることが好ましい。
【００２６】
また、上記直線状集電体が、外側触媒電極層外周面および／または内側触媒電極層内周面上に形成された際の各線材間の間隔としては、用いられる線材の径や材質、さらには燃料電池としてどの程度の能力が要求されるか等により大幅に異なるものであるが、通常は１μｍ〜１００μｍの範囲内とされ、好ましくは５μｍ〜１０μｍの範囲内とされる。
このような直線状集電体は外側集電体としてのみ、もしくは内側集電体のみとして用いることも可能であるが、外側集電体および内側集電体の両者が直線状集電体で構成されていることが好ましい態様であるといえる。
【００２７】
（２）剥離防止材
外側集電体が、上述したような上記直線状集電体である場合は、上記直線状集電体の外周にらせん状に配置された剥離防止材を配置することが好ましい。このように剥離防止剤を配置することにより、外側集電体が剥離することを防止することができるのみならず、所定の張力で剥離防止材により縛ることにより、外側集電体が外側触媒電極層に対して所定の応力で押圧することになり、集電効率を向上させることができるからである。
このような剥離防止材としては、外側集電体の外周をらせん状に巻くことができる線材であれば特に限定されるものではなく、導電性を有するものであっても、導電性を有さないものであってもよい。
具体的には、ＳＵＳ、Ｔｉ等の腐食に強い金属や、ナイロン、塩ビ等のプラスチックを用いることができる。
【００２８】
３．チューブ型燃料電池用膜電極複合体
本発明のチューブ型燃料電池用膜電極複合体は、例えば図３に示すように、チューブ型燃料電池用膜電極複合体１１を複数本並列に配置し、各チューブ型燃料電池用膜電極複合体１１の内側集電体（図示略）および外側集電体（図示略）をそれぞれ外部端子に接続した状態で、内側集電体内部に空気を通流し、外側集電体の外側に水素ガスを通流するか、図３とは逆に内側集電体内部に水素ガスを通流し、外側集電体の外側に空気を通流することにより、燃料電池として用いられる。
【００２９】
Ｂ．チューブ型燃料電池用集電体
次に、本発明のチューブ型燃料電池用集電体について説明する。本発明のチューブ型燃料電池用集電体は、チューブ状の固体電解質膜を用いたチューブ型燃料電池に用いられ、耐腐食性を有する金属からなるコイル状の線材で形成されていることを特徴とするものである。
本発明のチューブ型燃料電池用集電体は、上記「チューブ型燃料電池用膜電極複合体」の項で「コイル状集電体」として説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００３０】
Ｃ．チューブ型燃料電池
最後に、本発明のチューブ型燃料電池について説明する。本発明のチューブ型燃料電池は、上述したようなチューブ型燃料電池用膜電極複合体を用いたことを特徴とするものである。
以下、このような本発明のチューブ型燃料電池について、図面を用いて説明する。
図４、図５、および図６は、本発明のチューブ型燃料電池の一例を示すものであり、図４はその上面を、図５はその底面を、図６はその断面を示すものである。なお、この例では、上記コイル状集電体を内側集電体および外側集電体の両方に用いたチューブ型燃料電池を示すものである。図４〜図６に示すように、この例のチューブ型燃料電池は、チューブ状燃料電池用膜電極複合体１１が、下側支持板１２および上側支持板１３の間に複数本平行に立設されてなるものであり、その四隅には上記下側支持板１２と上側支持板１３とを連結して支持する支持部１４が配されている。
【００３１】
上記チューブ型燃料電池の上側支持板１２においては、図７および図８に示すように、チューブ型燃料電池用膜電極複合体１１の内側集電体５が、その上端においてはんだ１５を介して上側端子１６に接続されており、下側支持板１２においては、図９および図１０に示すように、チューブ型燃料電池用膜電極複合体１１の外側集電体４が、その下端においてはんだ１５を介して下側端子１７に接続されている。
この例に示すチューブ型燃料電池においては、図示略のガス供給手段により、膜電極複合体１１の内部に水素ガスが、外部に空気が供給されるようになっており、これにより内側集電体５側に電子が供給されることになるので、内側集電体５が接続される上側端子１６が陰極となり、外側集電体４が接続される下側端子１７が陽極として作用することになる。
【００３２】
このような本発明のチューブ型燃料電池は、上述したようなコイル状集電体を外側集電体および内側集電体として用いている膜電極複合体を有するものであり、上記膜電極複合体は集電体と触媒電極層との密着性が良好であることから、集電効率が良好である。したがって、このような膜電極複合体を複数配置してなる本発明のチューブ型燃料電池は、極めて良好な発電効率を有するものとなる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、上記説明においては、外側触媒電極層と外側集電体と、さらには内側触媒電極層と内側集電体とを別々の構成であるかのように記載されているが、集電体自体に触媒が担持されたカーボンチューブが形成されている場合等のように、集電体と触媒電極層とが一体化され両機能を有するような構成とされる場合もある。本発明は、このような構成をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の膜電極複合体の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の膜電極複合体の他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の膜電極複合体の使用例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の燃料電池の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の燃料電池の一例を示す底面図である。
【図６】本発明の燃料電池の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の燃料電池の上側支持板における内側集電体と端子との接続を示す平面図である。
【図８】本発明の燃料電池の上側支持板における内側集電体と端子との接続を示す断面図である。
【図９】本発明の燃料電池の下側支持板における外側集電体と端子との接続を示す平面図である。
【図１０】本発明の燃料電池の下側支持板における外側集電体と端子との接続を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  …  固体電解質膜
２  …  外側触媒電極層
３  …  内側触媒電極層
４  …  外側集電体
５  …  内側集電体
１１  …  膜電極複合体
【図１】
2005353484.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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